CN112628141A - 一种带台阶不对称主转子 - Google Patents
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Abstract
一种带台阶不对称主转子，包括转子轴、转子轴心和叶轮，所述叶轮的右侧面由上叶片和下叶片组成，所述上叶片由多段曲线组成，上叶片与所述下叶片以转子轴心为原点中心对称并相互连接；还包括台阶，所述台阶分别设置于上叶片和下叶片上，台阶靠近转子轴的一侧高于远离转子轴的一侧。通过在叶轮侧面设置台阶，使得转子在高温、高速运转过程中，避免因材料热膨胀而产生机械结构干涉的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空气压缩机领域，特别涉及一种带台阶不对称主转子。
背景技术
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，目前广泛应用于水产养殖增氧、污水处理曝气、水泥输送，更适用于低压力场合的气体输送和加压系统，也可用作真空泵等领域。
空气被压缩时，会产生大量的热量，长期处在高温、高速运转过程中的压缩机转子通常会发生热膨胀，使得转子尺寸发生改变，进而与工作腔内其他机械结构发生干涉，增加了转子的磨损速度和压缩机的故障率。
发明内容
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种带台阶不对称主转子，包括转子轴、转子轴心和叶轮，
所述叶轮的右侧面由上叶片和下叶片组成，所述上叶片由13段曲线组成：齿根外侧圆弧、齿顶第一外侧圆弧、齿顶第二外侧圆弧、齿顶第三外侧圆弧、齿顶第四外侧圆弧、齿顶第一内侧圆弧、齿顶第二内侧圆弧、齿顶第三内侧圆弧、齿根第一内侧圆弧、齿根第二内侧圆弧、齿根第三内侧圆弧、齿根第四内侧圆弧、齿根第五内侧圆弧；
所述齿根外侧圆弧、所述齿顶第一外侧圆弧、所述齿顶第二外侧圆弧、所述齿顶第三外侧圆弧和所述齿顶第四外侧圆弧依次光滑连接；
所述齿顶第一内侧圆弧、所述齿顶第二内侧圆弧、所述齿顶第三内侧圆弧、所述齿根第一内侧圆弧、所述齿根第二内侧圆弧、所述齿根第三内侧圆弧、所述齿根第四内侧圆弧和所述齿根第五内侧圆弧也依次光滑连接；
齿顶第四外侧圆弧的一端与齿顶第一内侧圆弧的一端不光滑相连，连接角为锐角；
上叶片与所述下叶片以转子轴心为原点中心对称并相互连接；
还包括台阶，所述台阶分别设置于上叶片和下叶片上，台阶靠近转子轴的一侧高于远离转子轴的一侧。
在本发明的一个优选实施例中，所述转子轴为一截面是圆形的轴体，左端为固定端，右端为自由端，两端的截面圆形的半径比中间截面圆形的半径小。
在本发明的一个优选实施例中，所述转子轴在所述固定端向所述叶轮方向上依次设置有固定端台阶和叶轮第一台阶，在所述自由端向叶轮方向上依次设置有自由端第一台阶、自由端第二台阶和叶轮第二台阶。
在本发明的一个优选实施例中，所述固定端与所述固定端台阶采用倒斜角的形式过渡，固定端台阶与所述叶轮第一台阶采用倒直角的形式过渡，所述自由端与所述自由端第一台阶采用倒斜角的形式过渡，自由端第一台阶、所述自由端第二台阶和所述叶轮第二台阶都分别采用倒直角的形式过渡。
在本发明的一个优选实施例中，所述固定端的侧壁上设置有固定端凹槽，所述自由端的侧壁上设置有自由端第一凹槽，所述自由端第二凹槽横跨设置在所述自由端第一台阶和所述自由端第二台阶之间。
本发明的有益效果在于：
本发明所提供的一种带台阶不对称主转子，通过在叶轮侧面设置台阶，使得转子在高温、高速运转过程中，避免因材料热膨胀而产生机械结构干涉的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的立体图。
图2是本发明的后视图。
图3是本发明的右视图。
图4是本发明的主视图。
图5是本发明的台阶结构局部放大图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
结合参考图1的一种带台阶不对称主转子，转子轴4为一截面是圆形的轴体，两端的截面圆形的半径比中间截面圆形的半径小。在转子轴4的左端为固定端41，右端为自由端42，转子在高温、高速运转过程中，转子轴4受热会发生膨胀形变，以此设置给热膨胀留有一定空间余量，避免机械机构干涉。
在转子轴4中间还设置有叶轮1。转子轴4从固定端41向叶轮1方向上依次设置有固定端台阶41b和叶轮第一台阶41c，同步的，转子轴4的截面圆半径自固定端41向叶轮1方向也呈增大的趋势。固定端41与固定端台阶41b 采用倒斜角的形式过渡，固定端台阶41b与叶轮第一台阶41c采用倒直角的形式过渡。相似的，转子轴4从自由端42向叶轮1方向上依次设置有自由端第一台阶42c、自由端第二台阶42d和叶轮第二台阶42e，转子轴4的截面园半径自自由端42向叶轮1方向也呈增大的趋势，自由端42与自由端第一台阶42c采用倒斜角的形式过渡，自由端第一台阶42c、自由端第二台阶42d和叶轮第二台阶42e都分别采用倒直角的形式过渡。
结合参考图2，在固定端41的侧壁上还设置有一固定端凹槽41a，凹槽 41a可用于与轴承/轴套之间的固定。在自由端42的侧壁上设置有一自由端第一凹槽42a，自由端第二凹槽42b横跨设置在自由端第一台阶42c和自由端第二台阶42d之间。
结合参考图3，叶轮1的右侧面由上叶片10和下叶片20组成，上叶片 10和下叶片20以转子轴心43为原点中心对称。上叶片10由13段曲线组成：弧长向内侧延伸的齿根外侧圆弧15、弧长向外侧延伸的齿顶第一外侧圆弧14、弧长向内侧延伸的齿顶第二外侧圆弧13、弧长向内侧延伸的齿顶第三外侧圆弧12、弧长向内侧延伸的齿顶第四外侧圆弧11、弧长向内侧延伸的齿顶第一内侧圆弧21、弧长向内侧延伸的齿顶第二内侧圆弧22、弧长向内侧延伸的齿顶第三内侧圆弧23、弧长向外侧延伸的齿根第一内侧圆弧24、弧长向外侧延伸的齿根第二内侧圆弧25、弧长向外侧延伸的齿根第三内侧圆弧26、弧长向外侧延伸的齿根第四内侧圆弧27、弧长向外侧延伸的齿根第五内侧圆弧28。
其中，齿根外侧圆弧15、齿顶第一外侧圆弧14、齿顶第二外侧圆弧13、齿顶第三外侧圆弧12、齿顶第四外侧圆弧11依次光滑连接；齿顶第一内侧圆弧21、齿顶第二内侧圆弧22、齿顶第三内侧圆弧23、齿根第一内侧圆弧24、齿根第二内侧圆弧25、齿根第三内侧圆弧26、齿根第四内侧圆弧27、齿根第五内侧圆弧28也依次光滑连接；齿顶第四外侧圆弧11的一端与齿顶第一内侧圆弧21的一端不光滑相连，连接处为齿尖10a，连接角为锐角。
上叶片10和下叶片20组成的右侧面沿转子轴4做垂直直线运动，以此形成整个叶轮1。
参考图4和图5，在整个转子高温、高速运转过程中，叶轮1也同步会发生热膨胀。其中，齿尖10a的热变形最大。为此，在叶轮1的右侧面上，分别设置有一台阶31a，台阶31a靠近转子轴4的一侧高于远离转子轴4的一侧，避免热膨胀产生的干涉，而不在叶轮1的左侧面上设置台阶，最大限度保证工作腔内密封性能。
Claims (5)
1.一种带台阶不对称主转子，包括转子轴、转子轴心和叶轮，其特征在于，
所述叶轮的右侧面由上叶片和下叶片组成，所述上叶片由13段曲线组成：齿根外侧圆弧、齿顶第一外侧圆弧、齿顶第二外侧圆弧、齿顶第三外侧圆弧、齿顶第四外侧圆弧、齿顶第一内侧圆弧、齿顶第二内侧圆弧、齿顶第三内侧圆弧、齿根第一内侧圆弧、齿根第二内侧圆弧、齿根第三内侧圆弧、齿根第四内侧圆弧、齿根第五内侧圆弧；
所述齿根外侧圆弧、所述齿顶第一外侧圆弧、所述齿顶第二外侧圆弧、所述齿顶第三外侧圆弧和所述齿顶第四外侧圆弧依次光滑连接；
所述齿顶第一内侧圆弧、所述齿顶第二内侧圆弧、所述齿顶第三内侧圆弧、所述齿根第一内侧圆弧、所述齿根第二内侧圆弧、所述齿根第三内侧圆弧、所述齿根第四内侧圆弧和所述齿根第五内侧圆弧也依次光滑连接；
齿顶第四外侧圆弧的一端与齿顶第一内侧圆弧的一端不光滑相连，连接角为锐角；
上叶片与所述下叶片以转子轴心为原点中心对称并相互连接；
还包括台阶，所述台阶分别设置于上叶片和下叶片上，台阶靠近转子轴的一侧高于远离转子轴的一侧。
2.如权利要求1所述的一种带台阶不对称主转子，其特征在于，所述转子轴为一截面是圆形的轴体，左端为固定端，右端为自由端，两端的截面圆形的半径比中间截面圆形的半径小。
3.如权利要求2所述的一种带台阶不对称主转子，其特征在于，所述转子轴在所述固定端向所述叶轮方向上依次设置有固定端台阶和叶轮第一台阶，在所述自由端向叶轮方向上依次设置有自由端第一台阶、自由端第二台阶和叶轮第二台阶。
4.如权利要求3所述的一种带台阶不对称主转子，其特征在于，所述固定端与所述固定端台阶采用倒斜角的形式过渡，固定端台阶与所述叶轮第一台阶采用倒直角的形式过渡，所述自由端与所述自由端第一台阶采用倒斜角的形式过渡，自由端第一台阶、所述自由端第二台阶和所述叶轮第二台阶都分别采用倒直角的形式过渡。
5.如权利要求3所述的一种带台阶不对称主转子，其特征在于，所述固定端的侧壁上设置有固定端凹槽，所述自由端的侧壁上设置有自由端第一凹槽，所述自由端第二凹槽横跨设置在所述自由端第一台阶和所述自由端第二台阶之间。
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